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本文主要研究了不确定时滞系统的时滞依赖鲁棒控制问题。在实际系统中,由于测量误差、输入条件的变化、传感器和执行器等部件非正常工作及来自外界的干扰均会引起不确定性的出现。因此,进行不确定系统稳定性的研究是非常必要的。但由于不确定性的存在,给系统的分析和设计及实际研究工作带来了相当大的难度。本文针对几种类型的不确定时滞系统分别进行时滞依赖鲁棒稳定性分析,并设计出状态反馈控制器,实现闭环系统的时滞依赖鲁棒镇定。相应采取的研究方法也有所不同。
根据对状态空间表达式采取的不同变换方式,本文中的研究方法具体可以分为以下四种:
一、Predictor-like技术:用于处理一类控制输入和状态关联项带有不同已知常数时滞的不确定关联时滞系统,即通过一种状态变换把滞后输入消掉进行简化,但由于系统中含有不确定参数和关联项,因而不能完全简化为无时滞的系统,再通过选取适当的李雅普诺夫函数,导出依赖于已知控制输入常数时滞的分散状态反馈控制器的设计方法;
二、莱布尼兹牛顿公式:用于处理一类状态向量带有多个时变时滞的不确定时滞系统,即保留Lyapunov函数的导数中的状态导数项,通过引入自由加权矩阵的方式来表达各系统变量之间和莱布尼兹牛顿公式中各项之间的关系,并把范数有界参数不确定性看作扰动项处理,来导出系统的时滞依赖鲁棒稳定性条件及状态反馈控制器的设计方法;
三、Descriptor形式:用于处理一类状态向量带有变化率任意的时变时滞的不确定时滞系统,即通过把系统等价地表示为Descriptor形式,再采用新型Lyapunov-Krasovskii函数导出了基于Descriptor表达式的时滞系统的时滞依赖鲁棒稳定性条件及状态反馈控制器的设计方法;
四、参数化中立型变换:用于处理一类状态向量带有时变时滞的不确定时滞系统,即通过带有自由变量的参数化中立型变换把原系统变形为等价系统,再采用带有自由加权矩阵的新型Lyapunov函数导出保守性更小的时滞依赖鲁棒稳定性条件和状态反馈控制器的设计方法。
通过上述四种研究方法同时结合线性矩阵不等式(LMI)理论能够有效地处理不确定时滞系统的时滞依赖鲁棒控制问题。